路基工后沉降直接关乎公路的安全性能,蠕变行为的预测对保障路基工程的长期安全具有重要意义。对蠕变行为进行有限元数值模拟时,复杂结构模型的网格划分需要耗费大量的计算资源,且计算量大计算时间长。提出了一种考虑蠕变的任意多边形...路基工后沉降直接关乎公路的安全性能,蠕变行为的预测对保障路基工程的长期安全具有重要意义。对蠕变行为进行有限元数值模拟时,复杂结构模型的网格划分需要耗费大量的计算资源,且计算量大计算时间长。提出了一种考虑蠕变的任意多边形杂交应力新单元(polygonal hybrid stress element method,PHSEM),用于工程中的路基沉降问题研究。基于杂交应力元法及路基土的蠕变行为,推导PHSEM的单元基本格式,分析表明该单元引入了高阶应力场,能更好地提高计算精度,进一步建立路基蠕变的数值计算模型,结合有限元软件MARC开展对比分析。研究表明:PHSEM的数值仿真曲线拟合良好,验证了考虑蠕变的任意多边形杂交应力单元的有效性;PHSEM在划分网格时形状可以是任意边数的多边形,能够很好地模拟多种介质的路基模型,真实地计算出不同部位的应力分布情况;PHSEM的构造为实际工程中的蠕变研究提供了一种可参考的新思路。展开更多
采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿...采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。展开更多
文摘路基工后沉降直接关乎公路的安全性能,蠕变行为的预测对保障路基工程的长期安全具有重要意义。对蠕变行为进行有限元数值模拟时,复杂结构模型的网格划分需要耗费大量的计算资源,且计算量大计算时间长。提出了一种考虑蠕变的任意多边形杂交应力新单元(polygonal hybrid stress element method,PHSEM),用于工程中的路基沉降问题研究。基于杂交应力元法及路基土的蠕变行为,推导PHSEM的单元基本格式,分析表明该单元引入了高阶应力场,能更好地提高计算精度,进一步建立路基蠕变的数值计算模型,结合有限元软件MARC开展对比分析。研究表明:PHSEM的数值仿真曲线拟合良好,验证了考虑蠕变的任意多边形杂交应力单元的有效性;PHSEM在划分网格时形状可以是任意边数的多边形,能够很好地模拟多种介质的路基模型,真实地计算出不同部位的应力分布情况;PHSEM的构造为实际工程中的蠕变研究提供了一种可参考的新思路。
文摘采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。
